油菜生长后期有机氮再分配与氮素利用效率的关系研究

作物进入生殖生长阶段器官之间养分竞争比较激烈，而根系的吸收能力下降、土壤养分往往已经耗竭，促使茎、叶等营养器官成为重要的氮源。因此，促进生长后期营养器官氮素向籽粒的转运，减少在非经济产物中的残留，增大经济产物的氮收获指数，是提高作物氮素利用效率的重要途径。但是，迄今为止还没有把营养器官氮素的再分配与作物的氮素利用效率结合起来进行研究。本项目以课题组多年筛选的高氮素利用效率和低氮素利用效率油菜基因型为试验材料，在前一项目研究中所发现的不同氮素利用效率油菜生长后期氮素再分配量存在明显差异的现象为切入点，采用生理生化分析、同位素示踪等技术，探索有机氮再分配过程的关键步骤、关键酶、关键调控生长物质种类，查明有机氮再分配的主要影响因素及其对氮素利用效率的影响，探明生长后期有机氮再分配对氮素利用效率的贡献，为揭示油菜氮素利用效率的生理机制，进一步探索氮高效的分子机理提供科学依据。

作物进入生殖生长阶段器官之间养分竞争比较激烈，而根系的吸收能力下降、土壤养分往往已经耗竭，促使茎、叶等营养器官成为重要的氮源。因此，促进生长后期营养器官氮素向籽粒的转运，减少在非经济产物中的残留，增大经济产物的氮收获指数，是提高作物氮素利用效率的重要途径。本项目以课题组多年筛选的高氮素利用效率和低氮素利用效率油菜基因型为试验材料，研究了有机氮再分配过程的关键步骤、关键酶、关键调控生长物质种类，查明有机氮再分配的主要影响因素及其对氮素利用效率的影响。结果表明，三种氮素再分配相关酶抑制剂处理均可减少氮素从营养器官向生殖器官的转运，增加植株体氮素损失，降低油菜籽粒产量和油菜氮素利用效率，其中以谷氨酸合成酶抑制剂处理的效果最为明显；施用生长素、细胞分裂素、脱落酸均可促进氮素从营养器官向生殖器官的转运，减少植株体氮素损失，提高油菜籽粒产量和油菜氮素利用效率，其中以施用生长素的效果最为明显。说明油菜生长后期氮素再分配过程中，与营养器官中氮素的降解和韧皮部中氮素的运输相比，籽粒对再分配氮素的利用是更加关键的步骤，籽粒谷氨酸合成酶是关键酶，生长素是关键生长物质。以上结果为揭示油菜氮素利用效率的生理机制，进一步探索油菜氮高效的分子机理提供了重要依据。